JP2019166761A - モーター制御方法およびモーター制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】移動対象物を移動させるモーターの駆動力を駆動負荷に応じて制御する。【解決手段】初期動作時に該当する場合に移動対象物を移動させる時には、予め用意された第１速度プロファイルに従ってモーターの駆動力を制御し、移動対象物を移動させる。第１速度プロファイルの加速領域において、モーターに掛かる第１トルクを求める。モーターに許容される加速時の最大限界トルクに基づいて予め設定された目標加速トルクと、第１トルクとの差分の第１差分トルクを求める。モーターに働くイナーシャと、第１差分トルクとに基づいて加速領域において増加可能な第１余力加速度を求める。第１速度プロファイルを第１余力加速度に基づいて修正した第２速度プロファイルを生成する。前記初期動作時に該当しない場合に移動対象物を移動させる時には、第２速度プロファイルに従ってモーターの駆動力を制御し、移動対象物を移動させる。【選択図】図２

Description

本発明は、移動対象物を移動させるモーターの駆動力を制御するモーター制御方法およびモーター制御装置に関する。

従来、印刷装置の印刷ヘッドが搭載されたキャリッジの移動の速度制御のためのモーターの制御や、ロール状のシート（印刷媒体）の搬送のための速度制御およびテンション制御のためのモーターの制御等のように、移動対象物を移動させるために種々のモーターの制御が行なわれている。

例えば、特許文献１には、印刷ヘッドが搭載されたキャリッジを往復動させて印刷媒体に印刷を行なうプリンター（印刷装置）において、環境温度に応じて選択された加減速テーブル（「速度プロファイル」とも呼ぶ）に従ってキャリッジを移動させるモーターの制御方法が開示されている。

また、特許文献２には、ロール状のシートを搬送する搬送部から搬送されるシートを巻取軸で巻き取らせるモーターの出力トルクを制御して、搬送されるシートのテンションを目標テンションに近づける制御を実行しつつ、シートの搬送速度を制御して、シートの搬送を制御する方法が開示されている。具体的には、目標テンションを第１目標値に設定した状態で搬送部にシートの搬送を目標速度まで加速させた後に、目標テンションを第１目標値より小さい第２目標値に設定した状態で搬送部にシートを一定速度（目標速度）で搬送させている例が開示されている。

特開２００４−３２２４６３号公報 特開２０１５−１６０７０８号公報

例えば、特許文献１のモーターの制御における速度プロファイルでは、モーターの駆動負荷が最も大きい状態（ワースト駆動負荷）でも、キャリッジ（移動対象物）の移動動作が可能となるような小さな加速度に設定されて、ワースト駆動負荷に対応する出力トルクでモーターが動作するように制御される。このため、キャリッジの速度が定速状態に到達するまでに時間を要し、また、減速して停止するまでに時間を要する。

キャリッジを駆動するためのモーターの駆動負荷は、キャリッジの摺動部の摩擦係数や潤滑剤の粘性係数等の装置の個体差によって決まり、ワースト駆動負荷の条件は、装置の稼動回数が多くなった耐久性末期における低温環境下のときと考えられる。

従って、ワースト駆動負荷の条件以外の稼動環境においては、加速度が過剰に制限された速度プロファイルに従ってモーターを駆動することになるため、スループットが損なわれているという問題がある。

なお、特許文献１の構成では、環境温度に応じた速度プロファイルの選択により、環境温度に応じた性能を発揮させて動作させることは可能である。しかしながら、装置の個体差や稼動回数で変化する負荷についてはワーストケースを想定して、環境温度に応じた複数の速度プロファイルをあらかじめ設定していることが推定される。すなわち、装置の個体差や稼動回数で変化する負荷についてのマージンをとって環境温度に応じた複数の速度プロファイルがあらかじめ設定されていると言える。このため、装置の動作環境に応じたスループットの点で不十分であると言える。

特許文献２においても、同様に、シートの速度制御において設定される加速度は、ワースト駆動負荷でも、シートの搬送が可能となるような小さな加速度に設定されて、ワースト駆動負荷に対応する出力トルクでモーターが動作するように制御される。このため、ワースト駆動負荷の条件以外の稼動環境においては、加速度が過剰に制限された状態でモーターを駆動することになり、スループットが損なわれる、という問題がある。

なお、上記スループットの問題は、特許文献１のキャリッジを駆動するためのモーターや特許文献２のシートを搬送するためのモーターだけでなく、移動対象物を移動させる駆動力を生成するモーターの制御に共通する問題である。

本発明の一形態によれば、移動対象物の移動の速度が速度プロファイルに従うように、前記移動対象物を移動させるモーターの駆動力を制御するモーター制御方法が提供される。前記速度プロファイルは、前記移動対象物の移動の仕方が加速領域と定速領域と減速領域とで定められている。モーター制御方法は；初期動作時に該当する場合において、前記移動対象物を移動させる時には；あらかじめ用意された第１速度プロファイルに従って、前記モーターの駆動力を制御して、前記移動対象物を移動させ；前記移動対象物を移動させる動作に基づいて、前記第１速度プロファイルの加速領域に従うように前記移動対象物が移動する際に、前記モーターに掛かるモータートルクである第１トルクを求め；前記モーターに許容される加速時の最大限界トルクに基づいてあらかじめ設定された目標加速トルクと、前記第１トルクとの差分である第１差分トルクを求め；前記移動対象物が移動する際に前記モーターに働くイナーシャと、前記第１差分トルクとに基づいて、前記加速領域において増加可能な加速度の余力である第１余力加速度を求め；前記第１速度プロファイルを前記第１余力加速度に基づいて修正した第２速度プロファイルを生成する。前記初期動作時に該当しない場合において、前記移動対象物を移動させる時には；前記第２速度プロファイルに従って前記モーターの駆動力を制御して、前記移動対象物を移動させる。

本発明の第１実施形態としての印刷装置の概略構成を示す説明図。 ヘッドユニットの移動制御のための制御部の機能ブロックであるキャリッジモーター制御部を機能的に示すブロック図。 プロファイル生成部における第２速度プロファイルの生成の手順を示すフローチャート。 第１速度プロファイルおよび生成される第２速度プロファイルの一例を示す説明図。 第２実施形態における第２速度プロファイルの生成の手順を示すフローチャート。 第１速度プロファイルおよび生成される第２速度プロファイルの一例を示す説明図。

Ａ．第１実施形態：
図１は、本発明の第１実施形態としての印刷装置１０の概略構成を示す説明図である。印刷装置１０は、印刷媒体Ｐに対して印刷ヘッドの複数のノズルからインクを吐出することにより、印刷媒体Ｐ上にドットを形成し、画像等を印刷する。印刷装置１０は、ヘッドユニット３０と、キャリッジモーター４０と、搬送モーター５０と、駆動ベルト６１と、フレキシブルケーブル６２と、プラテン６３と、リニアエンコーダー６４と、制御部２０と、を備えている。

ヘッドユニット３０は、フレキシブルケーブル６２を介して制御部２０と電気的に接続されている。ヘッドユニット３０は、図示しないキャリッジガイドに主走査方向Ｘに往復移動可能に取り付けられている。ヘッドユニット３０は、駆動ベルト６１を介して伝達されるキャリッジモーター４０の動力により主走査方向Ｘに沿って往復移動する。

ヘッドユニット３０は、キャリッジ３１と、４つのインクカートリッジ３２と、印刷ヘッド３３と、を備えている。キャリッジ３１には、インク色ごとの４つのインクカートリッジ３２が装着されている。印刷ヘッド３３には、印刷媒体Ｐに対向する面にインクを吐出する複数のノズルが設けられている。インクカートリッジ３２から印刷ヘッド３３に供給されたインクは、上記ノズルから液滴状に吐出される。

リニアエンコーダー６４は、キャリッジ３１（ヘッドユニット３０）の移動方向に沿って配置されたリニアスケールと、キャリッジ３１に取り付けられた光センサーと、エンコード回路と、から構成されている。リニアエンコーダー６４は、リニアスケールに形成された目盛を光センサーで読み取ることによりキャリッジ３１（ヘッドユニット３０）の位置を検出する位置検出部である。リニアエンコーダー６４によって検出されたキャリッジ３１の位置の変化から、後述するように、キャリッジ３１の移動速度を検出することができる。

搬送モーター５０は、制御部２０からの制御信号に応じて駆動する。搬送モーター５０の動力がプラテン６３に伝達することにより、印刷媒体Ｐが副走査方向Ｙに搬送される。

制御部２０は、ＣＰＵ、メモリーおよび入出力インターフェイスを備える装置である。本実施形態では、制御部２０は、コンピューターにより構成されている。制御部２０は、メモリーに予め格納されている制御プログラムを実行することにより、印刷媒体Ｐの搬送制御や、キャリッジ３１（ヘッドユニット３０）の移動制御、印刷ヘッド３３からのインクの吐出制御等の印刷装置１０の各部の制御を実行して、印刷媒体Ｐへの印刷を制御する。本実施形態では、以下で説明するように、キャリッジ３１（ヘッドユニット３０）の移動制御に特徴を有している。

図２は、ヘッドユニット３０の移動制御のための制御部２０の機能ブロックであるキャリッジモーター制御部２１０を機能的に示すブロック図である。キャリッジモーター制御部２１０は、ヘッドユニット３０の移動を制御するためにキャリッジモーター４０の動作を、速度プロファイルに従ってフィードバック（Ｆｅｅｄ Ｂａｃｋ，ＦＢ）制御するＦＢ制御部２２０と、速度プロファイルを生成するプロファイル生成部２３０と、を備える。速度プロファイルには、後述するように、キャリッジ３１の移動の仕方が加速領域と定速領域と減速領域とで定められている。

ＦＢ制御部２２０は、上記ＦＢ制御のために、速度検出部２２１と、２つの速度プロファイル２２２，２２３と、速度偏差検出部２２４と、駆動量制御部２２５と、ＰＷＭ部２２６と、を備える。速度検出部２２１は、リニアエンコーダー６４で検出されるキャリッジ３１の位置の変化からキャリッジ３１の移動速度を検出する。速度偏差検出部２２４は、第１速度プロファイル２２２または第２速度プロファイル２２３との偏差を検出する。駆動量制御部２２５は、検出された偏差が小さくなるように、キャリッジモーター４０の駆動量を設定する。ＰＷＭ部２２６は、設定された駆動量の大きさに応じて、モーター駆動部４１が出力するパルス状の電圧のパルス幅のデュ−ティ・サイクル（パルス幅のHとLの比）を変化させる。

ＦＢ制御部２２０は、キャリッジモーター４０の移動速度を速度プロファイルに従ってフィードバック制御することにより、キャリッジモーター４０の駆動力を制御し、ヘッドユニット３０が速度プロファイルに従って移動するように制御する。

なお、第１速度プロファイル２２２は、キャリッジモーター４０に掛かる負荷として想定される最も大きな負荷（想定ワースト負荷）においてもキャリッジ３１を移動させることができるように、加速領域における加速度、定速領域における速度、減速領域における加速度が設定されている。第１速度プロファイル２２２は、例えば、以下に示すあらかじめ定めたモーター駆動開始条件に該当する場合に、ＦＢ制御部２２０によってキャリッジモーター４０の制御が実行される時に用いられる。
（モーター駆動開始条件）
・印刷装置１０の起動時やリセット動作時のキャリッジ３１の最初の移動動作実行時（初期動作時）
・一定期間以上動作させていなかったキャリッジ３１の最初の移動動作実行時

また、第２速度プロファイル２２３は、プロファイル生成部２３０において、第１速度プロファイル２２２によるキャリッジ３１の移動動作を実行した際に検出されるキャリッジモーター４０に掛かるモータートルクに基づいて、第１速度プロファイルを修正することにより生成されるプロファイルである。第２速度プロファイル２２３は、第１速度プロファイル２２２に基づいて第２速度プロファイル２２３が生成された後、かつ、上記モーター駆動開始条件に該当しない場合に、ＦＢ制御部２２０によってキャリッジモーター４０の制御が実行される時に用いられる。

プロファイル生成部２３０は、トルク検出部２３１と、差分トルク検出部２３２と、余力加速度検出部２３３と、第２速度プロファイル生成部２３４と、を備え、以下で説明するように、上記した第２速度プロファイル２２３を生成する。

図３は、プロファイル生成部２３０における第２速度プロファイル２２３の生成の手順を示すフローチャートである。この第２速度プロファイル生成処理は、ＦＢ制御部２２０（図２）がキャリッジモーター４０の移動速度を第１速度プロファイル２２２に従うようにフィードバック制御するのに並行して、プロファイル生成部２３０によって実行される。

また、図４は、第１速度プロファイル２２２および生成される第２速度プロファイル２２３の一例を示す説明図である。なお、図４は、上段で第１速度プロファイル２２２および第２速度プロファイル２２３を示し、下段でキャリッジモーター４０に掛かるモータートルクを示している。上段の第１速度プロファイル２２２および第２速度プロファイル２２３は、プロファイルの特性を分かりやすくするために、横軸を時間、縦軸を速度とするグラフで示されている。下段のモータートルクも、同様に、横軸を時間、縦軸をモータートルクとするグラフで示されている。

まず、図３のステップＳ１０では、トルク検出部２３１（図２）によって、加速時（加速領域）においてキャリッジモーター４０に掛かるモータートルクである第１トルクが求められる。キャリッジモーター４０に掛かるモータートルクＴｍは、下式（１）に従って計算により求めることができる。
Ｔｍ＝Ｋｔ・Ｖｐｓ×[ｔｏｎ／（ｔｏｎ＋ｔｏｆｆ）］／Ｒｍ ・・・式（１）
Ｋｔはトルク定数、Ｖｐｓは電源電圧、Ｒｍはモーター抵抗（電機子抵抗）である。ｔｏｎはＰＷＭによるパルス状の電圧のパルス幅がＨレベルの時間（ＯＮ時間）、ｔｏｆｆはＬレベルの時間（ＯＦＦ時間）、（ｔｏｎ＋ｔｏｆｆ）はパルス周期である。また、Ｖｐｓ×[ｔｏｎ／（ｔｏｎ＋ｔｏｆｆ）］はＰＷＭによるモーター印加電圧である。

なお、式（１）に従って求められるモータートルクＴｍ（図４の現状負荷トルクに対応）は、ＦＢ制御の制御量に応じて変動する可能性がある。但し、図４の現状負荷トルクは、図を分かりやすくするために、上記変動を省略して示している。そこで、加速時（加速領域）において求められるモータートルクのうち、最大値、あるいは平均値を第１トルクとして用いることが好ましい。本例では、平均値を用いるものとする。

図３のステップＳ２０では、差分トルク検出部２３２（図２）によって、図４に示すように、目標加速トルクと第１トルクとの差分である第１差分トルクが求められる。目標加速トルクとしては、キャリッジモーター４０に加速時において許容される最大限界トルク、あるいは、最大限界トルクから一定量減少させて、一定量の余裕（マージン）を持たせたトルクが用いられる。本例では、最大限界トルクが用いられるものとする。なお、最大限界トルクは、キャリッジモーター４０として用いられるモーターの性能や、キャリッジモーター４０によって駆動される駆動機構の性能等から算出される。

図３のステップＳ３０では、余力加速度検出部２３３（図２）によって、第１差分トルクとキャリッジモーター４０に働くイナーシャとに基づいて、加速時（加速領域）において増加可能な加速度の余力である第１余力加速度が求められる。第１余力加速度Ａｍ１は、下式（２）に従って計算により求めることができる。
Ａｍ１＝ΔＴｍ１／Ｉ ・・・式（２）
ΔＴｍ１は第１差分トルク、Ｉはキャリッジモーター４０に働くイナーシャである。

なお、図４に示した第１速度プロファイル２２２においては、キャリッジモーター４０に掛かる負荷トルクが想定ワースト負荷トルクであるとして、加速時（加速領域）において目標加速トルクに相当するトルクでキャリッジモーター４０を駆動するように、加速度が設定されている。また、減速時（減速領域）の加速度は、加速時の加速度を利用して設定されている。ただし減速時（減速領域）の加速度は加速時の加速度を利用して設定することに限定されず、例えば減速時の加速度を利用して設定するようにしてもよい。

これに対して、実際にキャリッジモーター４０に掛かっている負荷である現状負荷トルクは、図４に示すように、第１差分トルクΔＴｍ１分だけ目標加速トルクよりも低くなっている。この場合、図４に示した変更トルクのように、第１差分トルクΔＴｍ１に対応する分だけキャリッジモーター４０にかかる負荷トルクを大きくすることが可能であり、図４に示した第２速度プロファイル２２３のように、式（２）で求められる第１余力加速度Ａｍ１分だけ、加速時の加速度および減速時の加速度（減速度）を大きくすることが可能である。

そこで、図３のステップＳ４０では、第２速度プロファイル生成部２３４（図２）によって、第１余力加速度に基づいて第１速度プロファイル２２２を修正して第２速度プロファイル２２３を生成する。具体的には、図４に示すように、第１速度プロファイル２２２で設定されている加速時の加速度および減速時の加速度（減速度）が第１余力加速度Ａｍ１分だけ大きくなるように、第１速度プロファイル２２２を修正して、第２速度プロファイル２２３を生成する。

以上のようにして生成された第２速度プロファイル２２３は、上記したように、第１速度プロファイル２２２に基づいて第２速度プロファイル２２３が生成された後、かつ、モーター駆動開始条件に該当しない場合において、キャリッジ３１の移動動作を実行する際のＦＢ制御に用いられる。

上記のようにして生成された第２速度プロファイル２２３を用いてＦＢ制御を行なった場合、加速時において、目標加速トルクまで増加させたトルクでキャリッジモーター４０を駆動することができ、加速時の加速度でキャリッジ３１を移動させることができる。また、加速時の加速度を利用した減速時の加速度（減速度）でキャリッジ３１を移動させることができる。これにより、キャリッジ３１の移動の加速時間および減速時間を短縮することができる。

また、現状のキャリッジモーター４０に掛かるモータートルクを、第１速度プロファイル２２２に従ってキャリッジモーター４０を駆動したモーター印加電圧から求めるので、装置毎の個体差のバラつきを吸収して、第２速度プロファイル２２３を生成することができる。

なお、使用環境の変化や装置の稼動回数が増加すると、現状の負荷トルクは想定ワースト負荷トルクに近づいてくるので、これに応じて生成される第２速度プロファイル２２３も想定ワースト負荷トルクに対応する第１速度プロファイル２２２に近づくことになる。

以上説明したように、上記した第１実施形態によれば、装置毎の個体差や稼動回数、環境変化によるバラつきを吸収しつつ、現時点の動作環境に応じたスループット性能を発揮させることができる。

Ｂ．第２実施形態：
図５は、第２実施形態における第２速度プロファイルの生成の手順を示すフローチャートである。なお、第２実施形態は、第２速度プロファイル生成処理を除いて、第１実施形態と同じである。この第２速度プロファイル生成処理も、ＦＢ制御部２２０（図２）における第１速度プロファイル２２２に従ったフィードバック制御に並行して、プロファイル生成部２３０において実行される。

また、図６は、第１速度プロファイル２２２および生成される第２速度プロファイル２２３の一例を示す説明図である。なお、図６も第１実施形態における第１速度プロファイル２２２および生成される第２速度プロファイル２２３の一例（図４）と同様に、上段で、第１速度プロファイル２２２および第２速度プロファイル２２３を示し、下段でキャリッジモーター４０に掛かるモータートルクを示している。

まず、図５のステップＳ１０Ｂでは、図３のステップＳ１０と同様に、トルク検出部２３１（図２）によって、加速時（加速領域）におけるキャリッジモーター４０のモータートルクである第１トルクが求められるのに加えて、減速時（減速領域）におけるキャリッジモーター４０のモータートルクである第２トルクが求められる。なお、第２トルクも第１トルクと同様に、上記した式（１）で示されるモータートルクの式に従って求めることができる。また、減速時において求められるモータートルクのうち、絶対値の最大値、あるいは平均値を第２トルクとして用いることが好ましい。本例では、平均値を用いるものとする。

図５のステップＳ２０Ｂでは、図３のステップＳ２０と同様に、差分トルク検出部２３２（図２）によって、第１差分トルクΔＴｍ１が求められるのに加えて、図６に示すように、目標減速トルクと、第２トルクとの差分である第２差分トルクΔＴｍ２が求められる。目標減速トルクとしては、目標加速トルクと同様に、キャリッジモーター４０に減速時において許容される最大限界トルク（絶対値）、あるいは、最大限界トルクから一定量減少（絶対値）させて、一定量の余裕（マージン）を持たせたトルクが用いられる。本例では、最大限界トルクが用いられるものとする。なお、減速時の最大限界トルクも、加速時の最大限界トルクと同様に、キャリッジモーター４０として用いられるモーターの性能や、キャリッジモーター４０によって駆動される駆動機構の性能等から算出される。

図５のステップＳ３０Ｂでは、図３のステップＳ３０と同様に、余力加速度検出部２３３（図２）によって、第１余力加速度が求められるのに加えて、第２差分トルクとキャリッジモーター４０に働くイナーシャとに基づいて、減速時（減速領域）において増加可能な加速度の余力である第２余力加速度が求められる。第２余力加速度Ａｍ２も、式（２）に従って求められる第１余力加速度Ａｍ１と同様に、下式（３）に従って計算により求めることができる。
Ａｍ２＝ΔＴｍ２／Ｉ ・・・式（３）
ΔＴｍ２は第２差分トルク、Ｉはキャリッジモーター４０に働くイナーシャである。

なお、図６に示した第１速度プロファイル２２２は、図４に示した第１速度プロファイル２２２と同様であり、想定ワースト負荷トルクに対応するように、加速時（加速領域）の加速度が設定されたものであり、加速時の加速度をそのまま利用して減速時（減速領域）の加速度が設定されたものである。ただし加速時（加速領域）の加速度は加速時の加速度を利用して設定することに限定されず、例えば減速時の加速度を利用して設定するようにしてもよい。

実際にキャリッジモーター４０に掛かっている現状負荷トルクは、加速時（加速領域）において、図４および図６に示すように、第１差分トルクΔＴｍ１分だけ目標加速トルクよりも低くなるのと同様に、減速時（減速領域）において、図６に示すように、第２差分トルクΔＴｍ２分だけ目標減速トルクよりも絶対値が低くなっている。この場合、図４および図６に示した変更トルクのように、加速時において第１差分トルクΔＴｍ１に対応する分だけキャリッジモーター４０にかかる負荷トルクを大きくできるのと同様に、図６に示した変更トルクのように、減速時において第２差分トルクΔＴｍ２に対応する分だけキャリッジモーター４０にかかる負荷トルクの絶対値を大きくすることが可能である。そして、図４および図６に示した第２速度プロファイル２２３のように、加速時において、式（２）で求められる第１余力加速度Ａｍ１分だけ、加速時の加速度を大きくできるのと同様に、図６に示した第２速度プロファイル２２３のように、減速時において、式（３）で求められる第２余力加速度Ａｍ２分だけ、減速時の加速度（減速度）を大きくすることが可能である。

そこで、図５のステップＳ４０Ｂでは、図３のステップＳ４０と同様に、第２速度プロファイル生成部２３４（図２）によって、第１余力加速度に基づいて第１速度プロファイル２２２を修正するのに加えて、第２余力加速度に基づいて第１速度プロファイル２２２を修正して、第２速度プロファイル２２３を生成する。具体的には、図６に示すように、第１速度プロファイル２２２で設定されている加速時の加速度が第１余力加速度Ａｍ１分だけ大きく、かつ、減速時の加速度（減速度）が第２余力加速度Ａｍ２分だけ大きくなるように、第１速度プロファイル２２２を修正して、第２速度プロファイル２２３を生成する。

上記のようにして生成された第２速度プロファイル２２３を用いてＦＢ制御を行なった場合にも、加速時において、目標加速トルクまで増加させたトルクでキャリッジモーター４０を駆動することができ、加速時の加速度でキャリッジ３１を移動させることができる。また、減速時において、目標減速トルクまで絶対値を増加させたトルクでキャリッジモーター４０を駆動することができ、減速時の加速度（減速度）でキャリッジ３１を移動させることができる。これにより、キャリッジ３１の移動の加速時間および減速時間を短縮することができる。

また、現状のキャリッジモーター４０に掛かるモータートルクを、第１速度プロファイル２２２に従ってキャリッジモーター４０を駆動したモーター印加電圧から求めるので、装置毎の個体差のバラつきを吸収して、第２速度プロファイル２２３を生成することができる。

以上説明したように、上記した第２実施形態においても、装置毎の個体差や稼動回数、環境変化によるバラつきを吸収しつつ、現時点の動作環境に応じたスループット性能を発揮させることができる。

なお、図５に示したフローチャートでは、ステップＳ１０ＢからＳ３０Ｂにおいて、それぞれ、加速時と減速時の両方に関する処理を行なうこととして説明したが、図３に示したステップＳ１０〜Ｓ３０の加速時の処理の後に、減速時の処理を行なうようにしてもよい。

Ｃ．他の実施形態：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

（１）上記実施形態では、生成される第２速度プロファイルの定速領域の速度を第１速度プロファイルの定速領域の速度と同じとして説明したが、第１余力加速度に対してあらかじめ設定されている速度に変更するようにしてもよい。このようにすれば、加速領域の加速度および定速領域の速度に設定された速度プロファイルに変更し、変更した速度プロファイルに従ってキャリッジモーターの駆動力を制御することができる。これにより、現時点の動作環境に応じた十分なスループットで移動対象物としてのキャリッジ（ヘッドユニット）を移動させることができる。

（２）上記実施形態では、加速時の加速度および減速時の減速度を一定とした速度プロファイルを例として説明しているが、これに限定されるものではない。Ｓ字状に変化する特性、２次元関数や３次元関数等で表される特性など、種々の特性を利用するようにしてもよい。

（３）上記実施形態では、第１速度プロファイルについては、１つのプロファイルがあらかじめ設定されているものとして説明したが、これに限定されるものではない。例えば、キャリッジ３１（ヘッドユニット３０）や、キャリッジモーター４０等の駆動に伴う駆動負荷が発生する箇所周辺に、温度センサー（例えば、サーミスタ）を設けて、環境温度を測定し、測定した環境温度と印刷装置１０の稼動回数に応じて想定されるワースト負荷用に設定された加速度の速度プロファイルを用いるようにしてもよい。このようにすれば、モーター駆動開始条件に該当し、第１速度プロファイルが用いられてフィードバック制御が行なわれる際においても、環境温度と印刷装置１０の稼動回数に応じたスループットで移動対象物としてのキャリッジ３１（ヘッドユニット３０）を移動させることができる。

（４）上記実施形態では、モーター印加電圧からキャリッジモーター４０のモータートルクを求めるものとして説明したが、トルク検出器を用いてキャリッジモーター４０のモータートルクを直接測定してもよい。また、電流検出器を用いてキャリッジモーター４０に供給される電流を測定し、測定された電流からモータートルクを求めるようにしてもよい。

（５）上記実施形態では、モーター駆動開始条件として、初期動作時、および、一定期間以上動作させていなかったキャリッジ３１（ヘッドユニット３０）の最初の移動動作実行時が挙げられており、これに該当する場合において、第１速度プロファイル２２２に従ってキャリッジ３１（ヘッドユニット３０）の移動を制御するものとして説明した。しかしながら、これに限定されるものではなく、少なくとも、初期動作時において第１速度プロファイル２２２に従ってキャリッジ３１（ヘッドユニット３０）の移動が制御されればよい。また、初期動作時、および、一定期間以上動作させていなかったキャリッジ３１（ヘッドユニット３０）の最初の移動動作実行時のみに限定されるものではなく、第１速度プロファイル２２２を用いたほうが好ましいと考えられる種々の場合も、モーター駆動開始条件に該当するものとして、第１速度プロファイル２２２に従ってキャリッジ３１の移動を制御するものとしてもよい。

（６）上記実施形態では、第１トルクを求め、目標加速トルクと第１トルクとの差分である第１差分トルクを求め、キャリッジモーター４０に働くイナーシャと、第１差分トルクとに基づいて第１余力加速度を求めることとしているが、第１差分トルクを求めずに、第１トルクと目標加速トルクとイナーシャとに基づいて第１余力加速度を求めるようにしてもよい。また、上記第２実施形態では、第２トルクを求め、目標減速トルクと第２トルクとの差分である第２差分トルクを求め、キャリッジモーター４０に働くイナーシャと、第２差分トルクとに基づいて第２余力加速度を求めることとしているが、第２差分トルクを求めずに、第２トルクと目標減速トルクとイナーシャとに基づいて第２余力加速度を求めるようにしてもよい。

（７）上記実施形態では、印刷装置１０のキャリッジ３１（ヘッドユニット３０）を移動させるキャリッジモーター４０を例に説明したが、これに限定されるものではない。従来技術で説明したように、ロール状のシートを搬送する搬送部から搬送されるシートを巻取軸で巻き取らせるモーターの制御にも、適用可能である。すなわち、移動対象物を移動させる駆動力を生成する種々のモーターの制御に適用可能である。この場合においても、現時点の動作環境に応じた十分なスループットで移動対象物を移動させることができる。

Ｄ．他の形態：
本発明は、上述の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、本発明は、以下の形態によっても実現可能である。以下に記載した各形態中の技術的特徴に対応する上記実施形態中の技術的特徴は、本発明の課題の一部または全部を解決するために、あるいは、本発明の効果の一部または全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

（１）本発明の一形態によれば、移動対象物の移動の速度が速度プロファイルに従うように、前記移動対象物を移動させるモーターの駆動力を制御するモーター制御方法が提供される。前記速度プロファイルは、前記移動対象物の移動の仕方が加速領域と定速領域と減速領域とで定められている。モーター制御方法は；初期動作時に該当する場合において、前記移動対象物を移動させる時には；あらかじめ用意された第１速度プロファイルに従って、前記モーターの駆動力を制御して、前記移動対象物を移動させ；前記移動対象物を移動させる動作に基づいて、前記第１速度プロファイルの加速領域に従うように前記移動対象物が移動する際に、前記モーターに掛かるモータートルクである第１トルクを求め；前記モーターに許容される加速時の最大限界トルクに基づいてあらかじめ設定された目標加速トルクと、前記第１トルクとの差分である第１差分トルクを求め；前記移動対象物が移動する際に前記モーターに働くイナーシャと、前記第１差分トルクとに基づいて、前記加速領域において増加可能な加速度の余力である第１余力加速度を求め；前記第１速度プロファイルを前記第１余力加速度に基づいて修正した第２速度プロファイルを生成する。前記初期動作時に該当しない場合において、前記移動対象物を移動させる時には；前記第２速度プロファイルに従って前記モーターの駆動力を制御して、前記移動対象物を移動させる。
この形態のモーター制御方法によれば、移動対象物を移動させるための速度プロファイルを、現時点においてモーターに掛かる駆動負荷の状態に合った加速領域の加速度の速度プロファイルに変更し、変更した速度プロファイルに従ってモーターの駆動力を制御することができる。これにより、現時点の動作環境に応じた十分なスループットで移動対象物を移動させることができる。

（２）上記形態のモーター制御方法では、前記初期動作時に該当する場合においてさらに；前記移動対象物を移動させる動作に基づいて、前記第１速度プロファイルの減速領域に従うように前記移動対象物が移動する際に、前記モーターに掛かるモータートルクである第２トルクを求め；前記モーターに許容される減速時の最大限界トルクに基づいてあらかじめ設定された目標減速トルクと、前記第２トルクとの差分である第２差分トルクを求め；前記移動対象物を移動させる際に前記モーターに働くイナーシャと、前記第２差分トルクとに基づいて、前記減速領域において増加可能な減速時の加速度の余力である第２余力加速度を求め；前記第１速度プロファイルを前記第１余力加速度および前記第２余力加速度に基づいて修正した前記第２速度プロファイルを生成するようにしてもよい。
この形態のモーター制御方法によれば、現時点においてモーターに掛かる駆動負荷の状態に合った加速領域の加速度および減速領域の加速度に設定された速度プロファイル、あるいは、現時点においてモーターに掛かる駆動負荷の状態に合った加速領域の加速度、定速領域の速度および減速領域の加速度に設定された速度プロファイルに変更し、変更した速度プロファイルに従ってモーターの駆動力を制御することができる。これにより、現時点の動作環境に応じた十分なスループットで移動対象物を移動させることができる。

（３）上記形態のモーター制御方法において；前記第１余力加速度を求めるとともに、前記定速領域における速度を前記第１余力加速度に対してあらかじめ設定されている速度に変更し；前記第２速度プロファイルの生成は、さらに、変更した前記定速領域における速度に基づいて修正することにより行なわれるようにしてもよい。
この形態のモーター制御方法によれば、現時点においてモーターに掛かる駆動負荷の状態に合った加速領域の加速度および定速領域の速度に設定された速度プロファイルに変更し、変更した速度プロファイルに従ってモーターの駆動力を制御することができる。これにより、現時点の動作環境に応じた十分なスループットで移動対象物を移動させることができる。

（４）上記形態のモーター制御方法において、前記第１トルクは、前記第１速度プロファイルに応じて前記モーターに印加されるモーター印加電圧から求まるトルクであるとしてもよい。
この形態のモーター制御方法によれば、モーター印加電圧から、モーターに掛かるモータートルクである第１トルクを容易に求めることができる。

（５）上記形態のモーター制御方法において、前記第２速度プロファイルに従った前記モーターの駆動力の制御が最後に実行されてから、あらかじめ定めた期間以上経過した後に、前記移動対象物を移動させる時には；前記第１速度プロファイルに従って、前記モーターの駆動力を制御して、前記移動対象物を移動させ；前記第２速度プロファイルの生成を実行するようにしてもよい。
この形態のモーター制御方法によれば、第２速度プロファイルに従ったモーターの駆動力の制御が最後に実行されてから、あらかじめ定めた期間以上経過した後に、移動対象物を移動させる時のように、動作環境の変化の可能性が想定され、第２速度プロファイルの生成を行なったほうが好ましい場合に、第１速度プロファイルに従って、モーターの駆動力を制御して、移動対象物を移動させて、第２速度プロファイルの生成を実行することができる。

（６）上記形態のモーター制御方法において、前記第１速度プロファイルは、想定されるワースト駆動負荷の条件において前記モーターを駆動して前記移動対象物を移動させることができるように設定された速度プロファイルであるとしてもよい。
この形態のモーター制御方法によれば、モーター駆動開始条件に該当する時には、ワースト駆動負荷の条件においてもモーターを駆動して移動対象物を移動させることができるように設定された第１速度プロファイルに従って、モーターの駆動力を制御して、移動対象物を移動させることができる。

（７）上記形態のモーター制御方法において、前記移動対象物は、印刷ヘッドが搭載されたキャリッジを移動させて印刷媒体に印刷を行なう印刷装置のキャリッジであるとしてもよい。
この形態のモーター制御方法によれば、印刷装置のキャリッジを現時点の動作環境に応じた十分なスループットで移動させることができる。

（８）本発明の他の形態によれば、移動対象物の移動の速度が速度プロファイルに従うように、前記移動対象物を移動させるモーターの駆動力を制御するモーター制御装置が提供される。前記速度プロファイルは、前記移動対象物の移動の仕方が加速領域と定速領域と減速領域とで定められている。モーター制御装置は；初期動作時に該当する場合において、前記移動対象物を移動させる時には；あらかじめ用意された第１速度プロファイルに従って、前記モーターの駆動力を制御して、前記移動対象物を移動させ；前記移動対象物を移動させる動作に基づいて、前記第１速度プロファイルの加速領域に従うように前記移動対象物が移動する際に、前記モーターに掛かるモータートルクである第１トルクを求め；前記モーターに許容される加速時の最大限界トルクに基づいてあらかじめ設定された目標加速トルクと、前記第１トルクとの差分である第１差分トルクを求め；前記移動対象物が移動する際に前記モーターに働くイナーシャと、前記第１差分トルクとに基づいて、前記加速領域において増加可能な加速度の余力である第１余力加速度を求め；前記第１速度プロファイルを前記第１余力加速度に基づいて修正した第２速度プロファイルを生成する。前記初期動作時に該当しない場合において、前記移動対象物を移動させる時には；前記第２速度プロファイルに従って前記モーターの駆動力を制御して、前記移動対象物を移動させる。
この形態のモーター制御装置によれば、移動対象物を移動させるための速度プロファイルを、現時点においてモーターに掛かる駆動負荷の状態に合った加速領域の加速度の速度プロファイルに変更し、変更した速度プロファイルに従ってモーターの駆動力を制御することができる。これにより、現時点の動作環境に応じた十分なスループットで移動対象物を移動させることができる。

本発明は、モーター制御方法やモーター制御装置以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、モーター駆動方法やモーター駆動装置、印刷装置のキャリッジの移動のためのモーター制御方法やモーター制御装置、ロール状のシート（印刷媒体）の搬送のためのモーターの制御方法やモーターの制御装置、上記モーター制御方法を実現するコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した一時的でない記録媒体等の形態で実現することができる。

１０…印刷装置、２０…制御部、３０…ヘッドユニット、３１…キャリッジ、３２…インクカートリッジ、３３…印刷ヘッド、４０…キャリッジモーター、４１…モーター駆動部、５０…搬送モーター、６１…駆動ベルト、６２…フレキシブルケーブル、６３…プラテン、６４…リニアエンコーダー、２１０…キャリッジモーター制御部、２２０…ＦＢ制御部、２２１…速度検出部、２２２…第１速度プロファイル、２２３…第２速度プロファイル、２２４…速度偏差検出部、２２５…駆動量制御部、２２６…ＰＷＭ部、２３０…プロファイル生成部、２３１…トルク検出部、２３２…差分トルク検出部、２３３…余力加速度検出部、２３４…第２速度プロファイル生成部

Claims (8)

1. 移動対象物の移動の速度が速度プロファイルに従うように、前記移動対象物を移動させるモーターの駆動力を制御するモーター制御方法であって、
   前記速度プロファイルは、前記移動対象物の移動の仕方が加速領域と定速領域と減速領域とで定められており、
   初期動作時に該当する場合において、前記移動対象物を移動させる時には、
   あらかじめ用意された第１速度プロファイルに従って、前記モーターの駆動力を制御して、前記移動対象物を移動させ、
   前記移動対象物を移動させる動作に基づいて、前記第１速度プロファイルの加速領域に従うように前記移動対象物が移動する際に、前記モーターに掛かるモータートルクである第１トルクを求め、
   前記モーターに許容される加速時の最大限界トルクに基づいてあらかじめ設定された目標加速トルクと、前記第１トルクとの差分である第１差分トルクを求め、
   前記移動対象物が移動する際に前記モーターに働くイナーシャと、前記第１差分トルクとに基づいて、前記加速領域において増加可能な加速度の余力である第１余力加速度を求め、
   前記第１速度プロファイルを前記第１余力加速度に基づいて修正した第２速度プロファイルを生成し、
   前記初期動作時に該当しない場合において、前記移動対象物を移動させる時には、
   前記第２速度プロファイルに従って前記モーターの駆動力を制御して、前記移動対象物を移動させる、
   ことを特徴とするモーター制御方法。
2. 請求項１に記載のモーター制御方法であって、前記初期動作時に該当する場合においてさらに、
   前記移動対象物を移動させる動作に基づいて、前記第１速度プロファイルの減速領域に従うように前記移動対象物が移動する際に、前記モーターに掛かるモータートルクである第２トルクを求め、
   前記モーターに許容される減速時の最大限界トルクに基づいてあらかじめ設定された目標減速トルクと、前記第２トルクとの差分である第２差分トルクを求め、
   前記移動対象物を移動させる際に前記モーターに働くイナーシャと、前記第２差分トルクとに基づいて、前記減速領域において増加可能な減速時の加速度の余力である第２余力加速度を求め、
   前記第１速度プロファイルを前記第１余力加速度および前記第２余力加速度に基づいて修正した前記第２速度プロファイルを生成する、
   ことを特徴とするモーター制御方法。
3. 請求項１または請求項２に記載のモーター制御方法であって、
   前記第１余力加速度を求めるとともに、前記定速領域における速度を前記第１余力加速度に対してあらかじめ設定されている速度に変更し、
   前記第２速度プロファイルの生成は、さらに、変更した前記定速領域における速度に基づいて修正することにより行なわれる、
   ことを特徴とするモーター制御方法。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のモーター制御方法であって、
   前記第１トルクは、前記第１速度プロファイルに応じて前記モーターに印加されるモーター印加電圧から求まるトルクである、モーター制御方法。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載のモーター制御方法であって、
   前記第２速度プロファイルに従った前記モーターの駆動力の制御が最後に実行されてから、あらかじめ定めた期間以上経過した後に、前記移動対象物を移動させる時には、
   前記第１速度プロファイルに従って、前記モーターの駆動力を制御して、前記移動対象物を移動させ、
   前記第２速度プロファイルの生成を実行する、モーター制御方法。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載のモーター制御方法であって、
   前記第１速度プロファイルは、想定されるワースト駆動負荷の条件において前記モーターを駆動して前記移動対象物を移動させることができるように設定された速度プロファイルである、モーター制御方法。
7. 請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載のモーター制御方法であって、
   前記移動対象物は、印刷ヘッドが搭載されたキャリッジを移動させて印刷媒体に印刷を行なう印刷装置のキャリッジである、モーター制御方法。
8. 移動対象物の移動の速度が速度プロファイルに従うように、前記移動対象物を移動させるモーターの駆動力を制御するモーター制御装置であって、
   前記速度プロファイルは、前記移動対象物の移動の仕方が加速領域と定速領域と減速領域とで定められており、
   初期動作時に該当する場合において、前記移動対象物を移動させる時には、
   あらかじめ用意された第１速度プロファイルに従って、前記モーターの駆動力を制御して、前記移動対象物を移動させ、
   前記移動対象物を移動させる動作に基づいて、前記第１速度プロファイルの加速領域に従うように前記移動対象物が移動する際に、前記モーターに掛かるモータートルクである第１トルクを求め、
   前記モーターに許容される加速時の最大限界トルクに基づいてあらかじめ設定された目標加速トルクと、前記第１トルクと前記目標加速トルクとの差分である第１差分トルクと、前記移動対象物が移動する際に前記モーターに働くイナーシャと、に基づいて、前記加速領域において増加可能な加速度の余力である第１余力加速度を求め、
   前記第１速度プロファイルを前記第１余力加速度に基づいて修正した第２速度プロファイルを生成し、
   前記初期動作時に該当しない場合において、前記移動対象物を移動させる時には、
   前記第２速度プロファイルに従って前記モーターの駆動力を制御して、前記移動対象物を移動させる、
   ことを特徴とするモーター制御装置。

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